I segnali vengono irradiati con una lunghezza d'onda portante di un certo valore ed occupano uno spazio determinato (banda di frequenza). L'intervallo di lunghezza d'onda, nel quale si inseriscono le trasmissioni televisive, varia da 47 a 862 MHz, suddividendosi in VHF, UHF, IV banda e V banda.
Secondo gli standard internazionali, le onde portanti che trasmettono informazioni devono essere emesse in gamme di frequenza comprese tra:
Fino al limite di 300 MHz le onde vengono denominate VHF. Da 300 a 3000 MHz vengono identificate dalla sigla UHF e comprendono le seguenti frequenze TV:
Una antenna ricevente può essere definita come un apparecchio in grado di rilevare l'energia di un campo elettromagnetico e in grado di fornire, ai capi dei propri morsetti, un segnale utilizzabile nel ricevitore TV. Nello scegliere e installare una antenna si deve tenere in considerazione che l'efficienza ottenibile è condizionata sia da caratteristiche proprie dell'antenna stessa che da un insieme di fattori che variano a seconda delle situazioni.
Le caratteristiche intrinseche di una antenna sono definite dal guadagno, dall'angolo di apertura e dal rapporto tra sensibilità nella direzione di ricezione e in quella opposta.
I principali fattori esterni si possono invece suddividere in due tipi:
- fattori strutturali,
- fattori di ricezione.
I primi comprendono caratteristiche quali l'altezza dell'edificio sul quale viene installata l'antenna, le potenziali barriere (costituite da fabbricati vicini), la lunghezza dell'impianto e la quantità di utenze.
I secondi sono dati dal livello di intensità dei segnali in arrivo, dalla loro lunghezza
d'onda e dall'eventuale presenza di disturbi.
La normativa stabilisce che l'impedenza di ingresso e di uscita di tutti gli elementi attivi e passivi sia di 300 Ohm, per cavo in piattina, e di 75 Ohm, per cavo coassiale.
Le antenne devono essere costruite con materiali inossidabili e in lega leggera, in modo da poter resistere alle sollecitazioni atmosferiche. In linea generale sono costituite da elementi di alluminio o acciaio zincocromato e verniciato.
Esistono in commercio vari tipi di antenne la cui conformazione è strettamente legata alla banda di frequenza che devono ricevere. La parte più importante di ogni antenna è il dipolo: elemento capace di captare le onde elettromagnetiche, di rendere disponibile ai suoi capi una tensione e di inviarla all'impianto televisivo. Il dipolo può essere realizzato in versione semplice (rettilinea), ripiegata o in altre forme che comunque consentano un suo orientamento perpendicolare al piano di provenienza del segnale. Ai capi del dipolo viene collegato il cavo coassiale, il quale, a sua volta, viene connesso al miscelatore o al centralino dell'impianto TV. Il dipolo non viene usato da solo ma si combina generalmente con un riflettore (situato posteriormente) e con uno o più direttori (posti anteriormente).
In linea generale si costruiscono antenne per la ricezione di canali VHF e UHF. Le antenne VHF possono essere strutturate sia per la ricezione di un solo canale (monocanali) che per la ricezione di più canali della stessa banda (a larga banda). Le antenne UHF si distinguono in direttive a larga banda, a pannelli, per gruppi di canali e a larga banda con riflettore a cortina o diedro.
I sostegni, sui quali vengono montate le antenne TV, devono essere dimensionati in base al numero, al tipo di antenne e alla loro distanza reciproca. Occorre puntualizzare che nei cataloghi dei produttori, fra i dati riportati, figura il momento resistente disponibile, che rappresenta la differenza fra il momento resistente vero del sostegno (resistenza meccanica al ribaltamento del sostegno, misurata in chilogrammi per metro) e il momento flettente (effetto di ribaltamento dovuto all'azione del vento), calcolato per venti con velocità pari a 120 km/h sul sostegno medesimo. Operativamente è il cosiddetto momento flettente del palo la caratteristica principale da tenere in considerazione. Risulta evidente che il momento flettente ha un valore (o una incidenza) direttamente proporzionale alla lunghezza del sostegno.
Le norme CEI 12-15 stabiliscono una distanza minima tra le varie antenne e, in base a questa, viene calcolata la lunghezza del palo occorrente e verificato il momento resistente. Nel caso in cui il momento resistente non sia conforme (cioè superiore) al momento flettente, si deve ricorrere ad un sostegno di tipo controventato.
Nell'installare un'antenna è necessario tenere conto che:
La figura riporta lo schema, la distribuzione delle antenne impiegate e la verifica della portata del sostegno. In essa viene effettuata la verifica della resistenza di un sostegno (TK4 catalogo Fracarro) di 4 m di lunghezza di acciaio prezincato a fuoco, avente un momento resistente disponibile di 15,4 kgm. Sul palo sono installate un'antenna VHF a 6 elementi (6H1 catalogo Fracarro) e un'antenna VHF a 4 elementi (4F catalogo Fracarro), entrambe per banda 3 e per singoli canali, e un'antenna a 10 elementi (10 delta catalogo Fracarro) per banda 4 e per gruppi di canali. Il calcolo si prefigge di trovare il momento esercitato dal sistema sulla staffa superiore di ancoraggio e di confrontarlo con il momento resistente disponibile del sostegno scelto. In questo esempio dal calcolo risulta che il valore del momento prodotto dal sistema (13,90 kgm) è inferiore di quello del sostegno e che quindi quest'ultimo risulta idoneo all'impiego.
I miscelatori possono essere in versione da palo, da sottotetto, oppure essere
incorporati direttamente sull'antenna.
Le loro caratteristiche sono:
Demiscelatore
È un dispositivo che compie la funzione inversa del miscelatore e
separa in uscita i segnali, convogliati da un unico ingresso. Lo stesso miscelatore può
essere usato come demiscelatore, quando vengono invertiti gli ingressi con le uscite.
Filtro
È un'apparecchiatura che svolge la funzione di modificare il
segnale del circuito sul quale è collocata. A seconda dello specifico filtro si possono
avere per esempio attenuazioni di tutti i canali, eccetto di quello sul quale il filtro è
sintonizzato; oppure il filtro può consentire il passaggio di frequenze di una
determinata banda, attenuando tutte le altre.
Attenuatore
È un dispositivo resistivo che consente di ridurre il valore di un
segnale. Esso è normalmente impiegato in tutte quelle situazioni in cui un segnale in
arrivo è troppo intenso e crea interferenze su altri canali.
Convertitore
Il convertitore ha la funzione di trasferire un segnale televisivo
su un canale diverso da quello sul quale viene emanato.
La trasposizione del segnale è necessaria quando:
Amplificatore e preamplificatore
d'antenna
Sono apparecchiature elettroniche che amplificano il segnale in
arrivo, se l'entità di questo segnale risulta insufficiente per assicurare una buona
qualità delle immagini riprodotte dall'apparecchio televisivo.
Le caratteristiche di queste due apparecchiature sono le seguenti:
La loro installazione può essere fatta, analogamente a quella del miscelatore, sul palo o nel sottotetto. Risulta evidente che, in presenza di segnali deboli anche dopo l'installazione di un amplificatore, si deve ricorrere ad un diverso posizionamento dell'antenna, in modo da determinare un diverso rapporto di ricezione.
Frequentemente gli amplificatori sono dotati di attenuatori su ogni ingresso. La loro funzione è di predeterminare una situazione ottimale, prima dell'amplificazione dei segnali.
Il guadagno è strettamente legato al numero di prese inserite nell'impianto: più grande è l'impianto, maggiore deve essere il guadagno dell'amplificatore.
I preamplificatori di antenna sono normalmente telealimentati mediante il cavo coassiale. In questa situazione anche i miscelatori, i filtri, gli attenuatori ecc. devono essere predisposti per una tale alimentazione.
Centralino
Negli impianti di ricezione televisivi, il centralino è il cuore dell'impianto. Esso è
principalmente costituito da un alimentatore e da un miscelatore; successivamente, a
seconda dei modelli, può contenere filtri, amplificatori, attenuatori ecc.
Sul mercato sono reperibili centralini monoblocco e centralini di tipo modulare. Questi ultimi risultano essere molto più versatili dei primi, in quanto consentono di accoppiare più componenti di diversa natura in base al tipo di installazione che si desidera; con la presenza di un centralino modulare canali televisivi si possono sostituire o aggiungere senza difficoltà.
Le caratteristiche del partitore, denominato anche divisore, sono:
Vengono prodotti partitori a una, due o più vie; nel caso che una delle uscite non venga utilizzata, essa deve essere chiusa con una resistenza terminale del valore di 75 W.
Derivatore
Il derivatore o deviatore
viene impiegato negli impianti centralizzati e serve per ripartire la linea di
distribuzione in più prese d'utente, senza interrompere la discesa verso altre
derivazioni. Si producono derivatori per una, due, tre o quattro prese d'utenza che
possono essere del tipo ibrido-direzionale o resistivo. Mentre i deviatori resistivi hanno
un comportamento uguale per tutte le bande di frequenza, quelli direzionali presentano una
attenuazione di prelievo che decresce con l'aumentare della frequenza, compensando quindi
la perdita dovuta al cavo.
Le caratteristiche che contraddistinguono il derivatore sono:
Prese
A seconda delle caratteristiche dell'impianto di distribuzione, si
possono impiegare prese di tipo
Inoltre anche le prese, come i derivatori, possono essere del tipo resistivo o ibrido-direzionale: in questo caso valgono le stesse considerazioni fatte in precedenza.
Mentre nelle prese di tipo resistivo, appunto perché tali, i morsetti possono essere utilizzati indifferentemente come entrate ed uscite della linea passante, nelle prese di tipo direzionale passante i morsetti di ingresso e di uscita devono essere opportunamente contrassegnati e non possono essere utilizzati indifferentemente.
Nella figura viene riprodotta una presa induttiva di produzione Siemens che ha la particolarità di poter regolare il segnale mediante un potenziometro. Oltre a questa caratteristica, questo tipo di prese offre i seguenti vantaggi:
Cavo coassiale
Per collegare i vari elementi di un impianto di ricezione TV viene utilizzato un cavo
denominato coassiale; in linea generale esso presenta una impedenza di 75 W. Questa caratteristica si rivela necessaria per evitare
disturbi di qualsiasi genere che si potrebbero verificare se si utilizzassero cavi non
schermati o piattine. Il cavo coassiale è formato da due parti:
I due conduttori sono isolati tra loro mediante una guaina di polietilene (espanso o compatto).
Secondo le norme CEI l'attenuazione in un cavo coassiale non deve superare i 12 dB per ogni 100 m di lunghezza. La sua impedenza deve risultare costante e quindi si deve aver cura di chiudere tutte le colonne montanti di distribuzione con una resistenza di 75 W e inoltre si devono evitare curve troppo strette.
Infine è da evitare l'installazione nelle stesse condutture e scatole di derivazione di conduttori elettrici e cavi di distribuzione TV; se ciò non risultasse possibile la tensione deve essere inferiore a 50 V.
La distribuzione del segnale può essere effettuata su un'unica presa d'utente oppure può essere suddivisa su più prese. Nel primo caso si parla di impianto singolo, mentre nel secondo caso la scelta può ricadere su un insieme di più impianti singoli oppure su un impianto centralizzato. È preferibile l'impianto centralizzato, in quanto permette di utilizzare un'unica antenna asservita a un'unica centralina.
Impianto singolo
La figura mostra un esempio di impianto di ricezione TV con una sola presa
d'utenza. L'impianto è costituito, oltre che dall'antenna ricevente, da un alimentatore
stabilizzato e da un miscelatore - amplificatore a larga banda, installato sul palo.
Questa configurazione è molto semplice: prevede il collegamento delle apparecchiature
tramite un cavo coassiale e l'alimentazione del mix - amplificatore mediante lo stesso
cavo.
Se l'apparato antenna-centralina deve servire più utenze, si ha la possibilità di scegliere fra due modi diversi di distribuzione:
Nella figura viene rappresentato un esempio di impianto centralizzato di tipo misto. In esso sono presenti montanti con prese in cascata (le due colonne esterne) e montanti con prese in derivazione (le colonne interne). Vengono utilizzati inoltre un partitore, delle scatole di derivazione del segnale (delle quali due con resistenza di chiusura) e prese dei tipi normale, passante e terminale.
Pagina web realizzata da Luigi Peduto.
Il testo e le immagini sono tratte dal CD-ROM allegato al libro:
Esercitazioni pratiche 1 di G. Ortolani e E. Venturi
Ulrico Hoepli Editore